Question

【題目】工業上利用電鍍污泥 (主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分難溶雜質）回收銅和鉻等金屬，回收流程如下：

已知部分物質沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲線如下：

（1）在浸出過程中除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3外，主要還有__________________。

（2）在除鐵操作中，需要除去Fe3＋和CaSO4，請完成相關操作：

①加入石灰乳調節pH到約________，檢驗Fe3＋已經除盡的操作是_________________；

②將濁液加熱到80℃，______________________。

（3）寫出還原步驟中加入NaHSO3生成Cu2O固體反應的離子方程式： ，此步驟中加入NaHSO3得到Cu2O的產率為95%，若NaHSO3過量，除了浪費試劑外，還會出現的問題是_______。

（4）當離子濃度小于或等于1×10-5mol·L-1時可認為沉淀完全，若要使Cr3＋完全沉淀則要保持 c(OH－)≥______。[已知：Ksp[Cr(OH)3]＝6.3×10－31，≈4.0]。

Answer 1

【答案】（1）CuSO4 （2）①3.2 取適量濾液，加KSCN溶液，若不變紅，則說明Fe3＋已除 ②趁熱過濾

（3）2H2O＋HSO3－＋2Cu2＋＝Cu2O↓＋SO42－＋5H＋ 產生SO2，污染環境 （4）4.0×10-9mol·L-1

【解析】

試題分析：（1）向電鍍污泥中加入硫酸，氧化鐵、CuO、Cr2O3都與硫酸反應生成硫酸鐵、硫酸銅和硫酸鉻，濾渣Ⅰ是難溶雜質，則濾液I中所含溶質主要有Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3、CuSO4 ；

（2）①根據題給信息及表格提供的數據，第②步操作中，加人Ca(OH)2調節溶液的pH目的是使Fe3＋形成沉淀，所以pH值的范圍為3.2≤pH＜4.3；檢驗鐵離子已經除盡的操作是取適量濾液，加KSCN溶液，若不變紅，則說明Fe3＋已除盡；②硫酸鈣的溶解度隨溫度的升高而降低，因此將濁液加熱到80℃后趁熱過濾。

（3）根據題給信息，向硫酸銅和硫酸鉻溶液中加入NaHSO3，生成磚紅色沉淀說明銅元素的化合價由＋2價得電子生成＋1價的Cu2O，則硫元素必須失電子，生成＋6價的SO42 －，還產生了無色刺激性氣味的氣體，說明HSO3－ 與H＋反應生成了SO2 ，則加入NaHSO3生成Cu2O固體反應的離子方程式為2H2O＋HSO3－ ＋ 2Cu2＋＝Cu2O↓＋SO42 －＋5H＋；若NaHSO3過量，除了浪費試劑外，還會出現的問題是產生SO2，污染環境；

（4）當離子濃度≤1×10－5mol/L時，可以認為離子沉淀完全，所以c(Cr3＋)＝1×10－5mol/L，c(Cr3＋)×c(OH－)3＝Ksp[(Cr(OH)3]＝6.3×10－31，解得c(OH－)＝4.0×10－9mol/L。